Question

A、B、C、D、E都是元素周期表中的前20號元素，它們的原子序數依次遞增．已知B、D兩種元素原子的最外層電子數是最內層電子數的兩倍，而C元素原子的最外層電子數等于B元素原子的核外電子數，E的價電子數為1．回答下列問題．
（1）畫出C元素的原子結構示意圖

 

．
（2）在1mol DC₂中，有

 

 mol D-C鍵．
（3）在化合物BC₂的晶體中，每個BC₂分子周圍與它距離最近的BC₂分子有

 

個．
（4）原子序數介于B、C之間的元素X和B、C都可與A形成10e^-的化合物．則X、B、C的第一電離能順序是

 

（填元素符號），三種10e^-的化合物中沸點最低的

 

．
（5）已知高溫下C和E元素形成的晶體呈立方體結構，晶體中元素C的化合價部分為0價，部分為-2價．如圖所示為C和E元素形成的晶體的一個晶胞（晶體中最小的重復單元），則下列說法中正確的是

 

A．該晶體化學式為EC₂（KO₂），每個晶胞含有個4個E⁺和4個C₂^-
B．晶體中每個E⁺周圍有8個C₂^-，每個C₂^-周圍有8個E⁺
C．晶體中與每個E⁺距離最近的E⁺有8個
D．晶體中，0價C與-2價C的數目比為3：1
E．C₂^-與N₂互為等電子體．

Answer 1

考點：位置結構性質的相互關系應用,晶胞的計算

專題：

分析：A、B、C、D、E都是元素周期表中的前20號元素，它們的原子序數依次遞增．B、D兩種元素原子的最外層電子數是最內層電子數的兩倍，最外層電子數為4，處于ⅣA族，則B為碳元素、D為Si；C元素原子的最外層電子數等于B元素原子的核外電子數，C原子最外層電子數為6，處于ⅥA族，原子序數小于Si，則C為O元素；E的價電子數為1，原子序數大于Si，則E為K元素；（4）中X原子序數介于B、C之間，則X為N元素，元素X和B、C都可與A形成10e^-的化合物，則A為H元素，據此解答．

解答： 解：A、B、C、D、E都是元素周期表中的前20號元素，它們的原子序數依次遞增．B、D兩種元素原子的最外層電子數是最內層電子數的兩倍，最外層電子數為4，處于ⅣA族，則B為碳元素、D為Si；C元素原子的最外層電子數等于B元素原子的核外電子數，C原子最外層電子數為6，處于ⅥA族，原子序數小于Si，則C為O元素；E的價電子數為1，原子序數大于Si，則E為K元素，
（1）C為O元素，原子結構示意圖為：，故答案為：；
（2）SiO₂屬于原子晶體，每個Si原子形成4個Si-O鍵，1mol SiO₂中有4mol Si-O鍵，故答案為：4；
（3）CO₂晶體中分子之間只有范德華力，為分子密堆積，晶胞為面心立方結構，二氧化碳分子位于頂點與面心，以頂點CO₂分子研究，與之距離最近的CO₂分子位于面心，每個頂點為12個面共用，故每個CO₂分子周圍與它距離最近的CO₂有12個，故答案為：12；
（4）X原子序數介于B、C之間，則X為N元素，元素X和B、C都可與A形成10e^-的化合物，則A為H元素，同周期隨原子序數增大，第一電離能呈增大趨勢，氮元素2p軌道容納3個電子，為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于氧元素，故第一電離能N＞O＞C，三種10e^-的化合物為CH₄、NH₃、H₂O，常溫下，水為液態(tài)，甲烷與氨氣為氣態(tài)，水的沸點最高，氨氣分子之間存在氫鍵，其沸點比甲烷高，故沸點最低的是CH₄，故答案為：N＞O＞C；CH₄；
（5）高溫下O和K元素形成的晶體呈立方體結構，晶體中元素O的化合價部分為0價，部分為-2價，
A、由晶胞圖可知，K⁺的個數為8×

1

8

+6×

1

2

=4，O₂^-的個數為12×

1

4

+1=4，化學式為KO₂，故A正確；
B、由晶胞圖可知，晶體中每個K⁺周圍有6個O₂^-，每個O₂^-周圍有6個K⁺，故B錯誤；
C、由晶胞圖可知，以頂點K⁺研究，與之距離最近的K⁺位于面心，每個頂點為12個面共用，故每個K⁺周圍與它距離最近的K⁺有12個，故C錯誤；
D、晶胞中K⁺與O₂^-個數分別為4、4，所以晶胞中共有8個氧原子，根據電荷守恒-2價O原子數目為2，所以0價氧原子數目為8-2=6，所以晶體中，0價氧原子與-2價氧原子的數目比為3：1，故D正確；
E．O₂^-與N₂的原子數目相等，但電子總數或價電子總數不相等，二者不是等電子體，故E錯誤，
故答案為：AD．

點評：本題是對物質結構的考查，涉及核外電子排布、電離能、晶體結構與計算等，側重考查晶胞問題，需要學生具有一定觀察與空間想象能力，掌握晶胞中利用均攤法的有關計算，（2）（3）為易錯點，注意識記中學常見晶胞結構，難度中等．